内容发布更新时间 : 2024/11/14 15:35:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
robotic toolbox for matlab工具箱
1. PUMA560的MATLAB仿真
要建立PUMA560的机器人对象，首先我们要了解PUMA560的D-H参数，之后我们可以利用Robotics Toolbox工具箱中的link和robot函数来建立PUMA560的机器人对象。 其中link函数的调用格式：
L = LINK([alpha A theta D])
L =LINK([alpha A theta D sigma]) L =LINK([alpha A theta D sigma offset]) L =LINK([alpha A theta D], CONVENTION) L =LINK([alpha A theta D sigma], CONVENTION) L =LINK([alpha A theta D sigma offset], CONVENTION)
参数CONVENTION可以取‘standard’和‘modified’，其中‘standard’代表采用标准的D-H参数，‘modified’代表采用改进的D-H参数。参数‘alpha’代表扭转角 ，参数‘A’代表杆件长度，参数‘theta’代表关节角，参数‘D’代表横距，参数‘sigma’代表关节类型：0代表旋转关节，非0代表移动关节。另外LINK还有一些数据域：
LINK.alpha %返回扭转角 LINK.A %返回杆件长度 LINK.theta %返回关节角 LINK.D %返回横距 LINK.sigma %返回关节类型 LINK.RP
%返回‘R’(旋转)或‘P’(移动)
LINK.mdh %若为标准D-H参数返回0，否则返回1 LINK.offset %返回关节变量偏移
LINK.qlim %返回关节变量的上下限 [min max] LINK.islimit(q) %如果关节变量超限，返回 -1, 0, +1 LINK.I LINK.m
%返回一个3×3 对称惯性矩阵 %返回关节质量
LINK.r %返回3×1的关节齿轮向量 %返回齿轮的传动比 %返回电机惯性 %返回粘性摩擦 %返回库仑摩擦
return legacy DH row
LINK.G
LINK.Jm LINK.B LINK.Tc LINK.dh
LINK.dyn return legacy DYN row
其中robot函数的调用格式：
ROBOT
%创建一个空的机器人对象
%创建robot的一个副本
%用LINK来创建新机器人对象来代替robot
ROBOT(robot)
ROBOT(robot, LINK)
ROBOT(LINK, ...) %用LINK来创建一个机器人对象 ROBOT(DH, ...) ROBOT(DYN, ...)
%用D-H矩阵来创建一个机器人对象
%用DYN矩阵来创建一个机器人对象
2．变换矩阵
利用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱中的transl、rotx、roty和rotz可以实现用齐次变换矩阵表示平移变换和旋转变换。下面举例来说明：
A 机器人在x轴方向平移了0.5米，那么我们可以用下面的方法来求取平移变换后的齐次矩阵： >> transl(0.5,0,0) ans =
1.0000 0 0 0.5000 0 1.0000 0 0 0 0 1.0000 0 0 0 0 1.0000
B 机器人绕x轴旋转45度，那么可以用rotx来求取旋转后的齐次矩阵： >> rotx(pi/4) ans =
1.0000 0 0 0 0 0.7071 -0.7071 0
0 0.7071 0.7071 0
0 0 0 1.0000
C 机器人绕y轴旋转90度，那么可以用roty来求取旋转后的齐次矩阵： >> roty(pi/2) ans =
0.0000 0 1.0000 0 0 1.0000 0 0 -1.0000 0 0.0000 0 0 0 0 1.0000
D 机器人绕z轴旋转-90度，那么可以用rotz来求取旋转后的齐次矩阵： >> rotz(-pi/2) ans =
0.0000 1.0000 0 0 -1.0000 0.0000 0 0 0 0 1.0000 0 0 0 0 1.0000
当然，如果有多次旋转和平移变换，我们只需要多次调用函数在组合就可以了。另外，可以和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个对比，相信是一致的。
3 轨迹规划
利用Robotics Toolbox提供的ctraj、jtraj和trinterp函数可以实现笛卡尔规划、关节空间规划和变换插值。 其中ctraj函数的调用格式：
TC = CTRAJ(T0, T1, N) TC = CTRAJ(T0, T1, R)
参数TC为从T0到T1的笛卡尔规划轨迹，N为点的数量，R为给定路径距离向量，R的每个值必须在0到1之间。 其中jtraj函数的调用格式：
[Q QD QDD] = JTRAJ(Q0, Q1, N)
[Q QD QDD] = JTRAJ(Q0, Q1, N, QD0, QD1)
[Q QD QDD] = JTRAJ(Q0, Q1, T)